2. Второй закон Менделя

Из гибридных семян гороха Г. Мендель вырастил растения, которые путем самоопыления произвели семена второго поколения. Среди них оказались не только желтые семена, но и зеленые. Всего он во втором поколении получил 6022 желтых и 2001 зеленое семя, т. е. ³/₄ гибридов имели желтую окраску и ¹/₄ – зеленую. Следовательно, отношение числа потомков второго поколения с доминантным признаком к числу потомков с рецессивным оказалось близким 3:1. Такое явление он назвал расщеплением потомства на две группы, одна из которых обладала доминантным признаком, а другая – рецессивным.

Сходные результаты во втором поколении дали многочисленные опыты по генетическому анализу других пар признаков. Основываясь на полученных результатах.

Второй закон Менделя (закон расщепления) – все гибриды второго поколения расщепляются по фенотипу (3:1) и генотипу (1:2:1).

Г. Мендель установил, что растения, сходные по внешнему виду, могут резко отличаться по наследственным задаткам. Особи, не дающие расщепления в следующем поколении, получили название гомозиготных (от греч. gomo – равный, zygota – оплодотворенная яйцеклетка). Особей, потомства у которых обнаруживают расщепление по признакам, назвали гетерозиготными (от греч. getero – разный).

Символы Р, F₁, F₂ обозначают соответственно родительское, первое, второе поколения; ♂ – мужской пол, ♀ – женский пол; значок X – скрещивание. Ген, отвечающий за доминантный желтый цвет семян, обозначим большой буквой, например А, ген, отвечающий за рецессивный зеленый цвет, – малой буквой а.

Схема образования зигот при моногибридном скрещивании такова:

P	♀АА		X		♂аа
Гаметы	А			а
F1	♀Аа		X		♂Аа
Гаметы	А	а		А		а
F2	АА	Аа		Аа		аа

Очевидно, что оба родителя способны производить гаметы только одного типа, причем растения, имеющие два доминантных гена АА, дают гаметы, несущие только ген А, а растения с двумя рецессивными генами аа образуют половые клетки с геном а. Все семена первого поколения получаются гетерозиготными Аа и имеют желтый цвет, так как доминантный ген А подавляет действие рецессивного гена а. Такие гетерозиготные растения Аа способны производить гаметы двух типов, несущие гены А и а.

При оплодотворении возникают четыре типа зигот: АА+Аа+Аа+аа, что можно записать так: АА+2Аа+аа (1:2:1). Поскольку гетерозиготные семена Аа окрашены в желтый цвет, в опыте в F₂ получается соотношение желтых семян к зеленым, равное 3:1. Понятно, что ¹/₃ растений, которые выросли из желтых семян, имеющих гены АА, при самоопылении снова дают только желтые семена. У остальных ²/₃ растений с генами Аа будут формироваться два разных типа гамет, и в следующем поколении при самоопылении произойдет расщепление потомства по признаку окраски семян на желтые и зеленые в соотношении 3:1.

Гипотеза чистоты гамет: каждая гамета содержит только один наследственный фактор (аллельный ген) из пары. При образовании гибридов наследственные факторы не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде.

Рассматривая результаты самоопыления гибридов F₂, мы обнаружили, что растения, выросшие из желтых семян, будучи внешне сходными, или, как говорят в таких случаях, имея одинаковый фенотип, обладают различной комбинацией генов, которую принято называть генотипом. Благодаря доминированию генов особи при одинаковом фенотипе могут обладать различными генотипами. Понятия «генотип» и «фенотип», которые ввел В. Иоганнсен, очень важны в биологии. Совокупность всех генов организма составляет его генотип. Совокупность всех признаков организма, начиная с внешних и кончая особенностями строения и функционирования клеток и органов, составляет его фенотип. Фенотип формируется под влиянием генотипа и условий внешней среды.